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Als Kühlmittelverluststörfall (englisch loss-of-coolant accident, LOCA) wird in der Kerntechnik ein Störfall bezeichnet, der zum Austreten von Kühlmittel aus dem Kühlkreislauf des Kernreaktors führt.
Ein angenommener großer Kühlmittelverluststörfall ist in der Regel Basis für die Auslegung der Nachwärmeabfuhr- und Notkühlsysteme sowie des Sicherheitsbehälters eines Kernreaktors. Dabei wird der Bruch einer Hauptkühlmittel-Leitung unterstellt, und zwar in der gefährlichsten denkbaren Weise, nämlich so, dass beide Bruchenden vollständig offen sind und dem Kühlmittel damit das Doppelte des Leitungsquerschnitts zum Austritt zur Verfügung steht.
Der Auslegungsstörfall wird im allgemeinen Sprachgebrauch als Größter Anzunehmender Unfall (GAU) bezeichnet, also als der schwerste Unfall, dessen Eintrittswahrscheinlichkeit hoch genug ist, dass gegen ihn fixe Auslegungs-Vorkehrungen getroffen werden müssen.
Super-GAU oder auslegungsüberschreitender Unfall bezeichnet einen noch schwereren Unfall, dessen Eintrittswahrscheinlichkeit aber als so klein betrachtet wird, dass Auslegungs-Vorkehrungen als nicht nötig erscheinen; dennoch werden auch dagegen – teils improvisierte – Vorkehrungen getroffen, etwa (wie beim Fukushima-Ereignis umsetzbar) die Möglichkeit, mit Tanklösch-Fahrzeugen Wasser in den Reaktor einzuspeisen. Dazu gibt es jedoch in den Genehmigungsverfahren keine Vorgaben und somit auch keine Modellannahmen. Tritt ein Super-GAU ein, liegen nur Einschätzungen zum Systemverhalten und Erfahrungswerte aus bisherigen Ereignissen vor.
Eine neuere Sicherheits-„Philosophie“ betrachtet die bisherigen Annahmen aus mehreren Gründen als überholt:
Zur Beherrschung von Kühlmittelverluststörfällen haben Kernkraftwerke verschiedene konstruktive Eigenschaften und Einrichtungen. Am Beispiel eines Druckwasserreaktors, wie er in vielen deutschen Kernkraftwerken in Betrieb ist, lässt sich der Ablauf der Gegenmaßnahmen bei einem solchen Störfall durch die folgenden vier Phasen beschreiben. Diese werden der Reihe nach eingeleitet, falls das Austreten des Kühlmittels nicht schon bis zum jeweiligen Zeitpunkt beendet ist. Das aus dem Leck austretende Wasser sammelt sich am Boden des Sicherheitsbehälters und bildet unter dem Druckbehälter im Containment den so genannten Sumpf.
Außer den Brennelementen im Kernreaktor selbst befindet sich im Reaktorgebäude oder in einem Nebengebäude eines Kernkraftwerks auch ein Abklingbecken mit Wasser als Kühlmittel zum Abführen der Nachzerfallswärme von abgebrannten Brennelementen. Ein Abklingbecken steht nicht unter Druck, so dass bei Kühlmittelverlust notfalls auch behelfsmäßig von außen (mittels Feuerwehrspritzen, Polizei-Wasserwerfern etc.) eine Wiederbefüllung versucht werden kann.